Ловец невидимых сил экспресс
На столе стоит чувствительный прибор — крутильные весы. Два тяжёлых груза вращаются рядом с подвешенным стержнем, и их притяжение стремится повернуть этот стержень. Но грузы расположены так, что их обычное ньютоновское притяжение взаимно уничтожается: один тянет в одну сторону, другой — в противоположную. Остаётся лишь слабый остаток, который и ловит прибор.
Если гравитация на малых расстояниях ведёт себя не совсем по Ньютону, а, например, затухает чуть иначе (так называемая юкавская добавка), то остаточное притяжение проявится. Авторы рассчитали, насколько сильным может быть такой сигнал, и выяснили: прибор способен заметить отклонение, которое в сто тысяч раз слабее обычного притяжения на расстоянии восьми метров. Это как услышать шёпот на шумной улице.
Главное ограничение — не шум электроники, а точность, с которой известна форма и расположение грузов. Если их сделать идеально, чувствительность упрётся в эту систематическую ошибку примерно через 26 часов накопления сигнала. Дальше точность не растёт, сколько ни жди. Такая схема сохраняет чувствительность даже для сил с большим радиусом действия, что позволяет проверять теории гравитации на расстояниях от сантиметров до метров — там, где обычные астрономические наблюдения бессильны.
Крутильные весы впервые использовал Генри Кавендиш в 1798 году, чтобы «взвесить Землю» — измерить гравитационную постоянную. Его установка была настолько чувствительной, что реагировала на притяжение двух свинцовых шаров массой всего по 158 кг.